傳感器及成像特點(diǎn)

1、關(guān)于傳感器及成像特點(diǎn)第1頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3. 1傳感器的基本組成及工作原理 包括：收集系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)。 1、收集系統(tǒng)-透鏡(鏡頭) 反射鏡 功能接收電磁波并將其聚焦成像探測(cè)系統(tǒng)第2頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 2、探測(cè)系統(tǒng)-光電探測(cè)器-光電轉(zhuǎn)換 功能：對(duì)電磁輻射敏感、能將輻射能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的探測(cè)器探測(cè)元件:光子探測(cè)器（量子探測(cè)器） 特點(diǎn)：每種器件具有確定的波譜響應(yīng)范圍； 如：感光膠片0.31.3m CCD 0.41.1m 碲鎘汞(Hg0.8Cd0.2Te) 鍺摻汞(Ge:Hg) 響應(yīng)速度快；靈敏度高814m 第3頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3、信

2、號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 功能：電光轉(zhuǎn)換-將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄、處理的光信號(hào) 除感光膠片直接吸收光能，發(fā)生光化學(xué)作用形成潛影，經(jīng)顯影、定影等化學(xué)處理獲得影像外，其它探測(cè)元件輸出的都是電信號(hào)。 轉(zhuǎn)換裝置:氖燈管或顯像管-它們的亮度隨電信號(hào)的強(qiáng)弱而變化，產(chǎn)生變化的光點(diǎn)通過光機(jī)掃描儀成像在膠片上，或經(jīng)電子掃描在顯示器上輸出（顯示）光學(xué)影像。第4頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 4、記錄系統(tǒng) 功能:將探測(cè)系統(tǒng)或信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出的電磁波信息（光信號(hào)）記錄、存儲(chǔ)到遙感信息載體，以影像或數(shù)字形式輸出。 遙感信息載體：指記錄、存儲(chǔ)成像遙感器輸出信號(hào)的介質(zhì)。 模擬形式-感光膠片、磁帶 數(shù)字形式-磁帶、磁盤、光盤 第5

3、頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一攝影方式-感光膠片被景物電磁能激活而產(chǎn)生景物的潛影(指肉眼看不到但客觀又存在的潛伏影像)掃描方式-探測(cè)器對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行掃描，逐點(diǎn)（行、面）以數(shù)字形式在磁帶上記錄景物模擬信號(hào)，這種記錄是一種經(jīng)電光轉(zhuǎn)換而能形成直觀影像的潛影。 記錄系統(tǒng)（續(xù)1）第6頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 .感光材料: 凡經(jīng)曝光后發(fā)生光化學(xué)作用,經(jīng)過一定的化學(xué)或物理方法處理后,能夠形成固定影像的 各種材料的總稱。 攝影過程中記錄光學(xué)影像的媒介和攝影影 像的載體感光片膠片 膠卷 (透明) 像紙 (不透明)記錄系統(tǒng)（續(xù)2）第7頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 基本結(jié)構(gòu) 乳劑層 感光劑 粘和劑 增感劑

4、 補(bǔ)加劑 支持體 片基 紙基 輔助層 結(jié)合層 保護(hù)層 背面層 記錄系統(tǒng)（續(xù)3）第8頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 感光乳劑:鹵化銀微晶體(及加入的光譜增感劑、成色劑)和明膠溶液的懸濁液 感光劑-鹵化銀AgX: AgBr AgCl AgI 遇光后發(fā)生化學(xué)變化形成潛影,經(jīng)顯影處理后,已感光的銀鹽粒子還原成黑色銀粒。 注:本身只感波長(zhǎng)小于0.5m 的藍(lán)、紫、紫外光記錄系統(tǒng)（續(xù)4）第9頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 感色性-感光片對(duì)光譜中不同波長(zhǎng)光線敏 感的程度和范圍 由乳劑中加入的光譜增感劑的性質(zhì)決定 .盲片色 只含AgBr和少量AgI 未加光譜增感劑 0.340.5m .正色片 在色盲乳劑中加

5、入正（綠）色增感劑 0.340.58m(在0.50.52m處略有下降) .全色片 在色盲乳劑中加入多種光譜增感劑 0.340.72m(對(duì)0.50.52m的綠光感光度稍低) 記錄系統(tǒng)（續(xù)5）第10頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一盲色片(未增感)全色片正色片紅外片 .黑白紅外片 乳劑中加入紅外增感劑,感光范圍擴(kuò)大到0.91.3m 記錄系統(tǒng)（續(xù)6）第11頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 黑白全色片 黑白紅外片記錄系統(tǒng)（續(xù)7）第12頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 .彩色片 乳劑由鹵化銀、光譜增感劑和成色劑組成 天然彩色片 紅外彩色片 記錄系統(tǒng)（續(xù)8）第13頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一記錄系統(tǒng)（續(xù)

6、9）光電轉(zhuǎn)換電光轉(zhuǎn)換 .磁帶-遙感信息的暫時(shí)性記錄介質(zhì)是具有磁表面的柔軟帶狀記錄介質(zhì) .模擬磁帶第14頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 .數(shù)字磁帶 探測(cè)系統(tǒng)輸出的電壓信號(hào)，經(jīng)過模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，對(duì)電壓曲線分段讀數(shù)（取樣、量化）并以二進(jìn)制數(shù)碼表示，記錄這種數(shù)據(jù)的磁帶稱數(shù)字磁帶。 HDDT (High Density Digital Tape) CCT (Computer Compatible Tape)記錄系統(tǒng)（續(xù)10）第15頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一描述遙感器的特性參數(shù) 1、空間分辨率2、波譜分辨率3、輻射分辨率4、時(shí)間分辨率BGRNIRJan15Feb 1510 m10 m第16頁(yè)

7、，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一1、空間分辨率義含種兩表示按地物幾何特征(尺寸和形狀)和空間分布,即在形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)上識(shí)別目標(biāo)的能力。 . 遙感器的技術(shù)鑒別能力即能把兩相鄰目標(biāo)作為兩個(gè)清晰實(shí)體記錄下來的兩目標(biāo)間的最小距離. 遙感器觀察地面特征所需要的有效探測(cè)和分析的分辨率第17頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一空間分辨率（續(xù)）低分辨率高分辨率中分辨率不同空間分辨率遙感圖像第18頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一2、光譜分辨率指遙感器在接收目標(biāo)輻射的波譜時(shí)，能分辨的最小波長(zhǎng)間隔，即遙感器的工作波段數(shù)目、波長(zhǎng)及波長(zhǎng)間隔(波帶寬度) 。第19頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 光譜分辨率高-意味著： .區(qū)分具有

8、微小波譜特征差異地物的能力強(qiáng)； .數(shù)據(jù)量大，傳輸、處理難度大； .各波段間數(shù)據(jù)的相關(guān)性大。 應(yīng)服從應(yīng)用目的-結(jié)合地物特征波譜 選擇能提供最大信息量的 最佳波段和多波段組合2、光譜分辨率（續(xù)）第20頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3、輻射分辨率（輻射靈敏度） 遙感器測(cè)量的是地物的波譜輻射度 輻射分辨率指遙感器探測(cè)元件在接收波譜輻射信號(hào)時(shí)，能分辨的最小輻射度差。即把遙感器輸出信號(hào)的總范圍， 從黑到白，分解成大量剛好能辨別的灰度等級(jí)反映地物在波譜輻射度或反射率上的微細(xì)差異 輻射分辨率高-識(shí)別兩同等空間分辨率目標(biāo)的能力強(qiáng)第21頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一4、時(shí)間分辨率 遙感器成像間隔的性能指標(biāo) 遙

9、感器須對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)（變化）進(jìn)行連續(xù)均勻、不間斷地探測(cè) 為分析、識(shí)別目標(biāo)所必須具有的最小時(shí)間間隔，稱時(shí)間分辨率 注意：對(duì)同一目標(biāo)遙感器重復(fù)成像的周期、 覆蓋周期 、重訪周期第22頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一2、遙感器的類型及成像原理按信息記錄形式： 非成像遙感器-側(cè)重時(shí)間、光譜分辨率 成像遙感器-強(qiáng)調(diào)空間分辨率 攝影方式 掃描方式按輻射源：被動(dòng)式（自然） 主動(dòng)式（人工）第23頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一2、遙感器的類型及成像原理1、攝影方式傳感器2、掃描方式傳感器 機(jī)載紅外掃描儀的成像原理 多光譜掃描儀成像原理（MMS、TM、TM+）3、推掃式傳感器成像原理（HRV）4、成像光譜儀5、雷

10、達(dá)成像原理第24頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一1. 攝影方式遙感器 各類攝影機(jī)2. 掃描方式遙感器 .電子掃描遙感器 .光機(jī)掃描遙感器 .固體自掃描遙感器 .天線掃描遙感器 .成像波(光)譜儀第25頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一2.1攝影方式遙感器指經(jīng)過透鏡(組)，按幾何光學(xué)的原理聚焦構(gòu)像，用感光材料，通過光化學(xué)反應(yīng)直接感測(cè)和記錄目標(biāo)物反射的可見光和攝影紅外波段電磁輻射能，在膠片或像紙上形成目標(biāo)物固化影像的遙感器第26頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一優(yōu)點(diǎn)：空間分辨率高 成本低 易操作 信息量大缺點(diǎn)：局限性大 0.31.3m影像畸變較嚴(yán)重成像受氣侯、光照和大氣效應(yīng)的限制須回收膠片 影像形成周

11、期長(zhǎng)無法實(shí)時(shí)觀測(cè)2.1攝影方式遙感器（續(xù)1）第27頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一各類攝影機(jī)-按結(jié)構(gòu)及膠片曝光方式分類2.1 攝影方式遙感器（續(xù)2）第28頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一29 航攝儀2.1 攝影方式遙感器（續(xù)3）第29頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一2.1 攝影方式遙感器（續(xù)4）第30頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一BGRIR第31頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一攝影方式遙感器（續(xù)6）第32頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一2.2掃描方式遙感器優(yōu)點(diǎn)：可對(duì)全部五個(gè)大氣窗口的電磁輻射進(jìn)行探測(cè)可進(jìn)行多波段、超多波段遙感-波譜分辨率高輸出電信號(hào)，可用磁帶記錄，可實(shí)時(shí)傳輸所獲是輻射量的定量

12、數(shù)據(jù),便于校正和圖像處理 缺點(diǎn)：空間分辨率相對(duì)較低 第33頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 .電子掃描遙感器-RBV-映像面掃描 由掃描電子束逐次掃描經(jīng)透鏡在焦平面上形成的光像而成像2.2掃描方式遙感器（續(xù)1）第34頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一光機(jī)掃描遙感器 借助平臺(tái)沿航向運(yùn)動(dòng)和本身光學(xué)機(jī)械垂直航向的橫向掃描，共同完成地面覆蓋，獲得條帶形地面影像2.2掃描方式遙感器（續(xù)2）第35頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一IFOV Instantaneous field of view -瞬時(shí)視場(chǎng) 空間分辨率 地面分辨率2.2 掃描方式遙感器（續(xù)3）第36頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一熱紅外掃描儀

13、組成： 光學(xué)-機(jī)械掃描 熱紅外探測(cè)掃描成像過程掃描線的銜接問題分辨率的問題熱紅外圖像特征第37頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 掃描線的銜接 (單像元排列） 飛行速度 W=/t (掃描一次的時(shí)間) 當(dāng) Wt=時(shí),不會(huì)出現(xiàn)掃描空隙和重復(fù) 因 wt= =H, w/H=/t 為常數(shù)第38頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一第39頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 空間分辨率 瞬間視場(chǎng) =d/f 空間分辨率 0= H= dH/f dH星下點(diǎn)時(shí)第40頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 =H =H sec=0sec =sec=0sec2平行航線方向垂直航線方向第41頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一航空像片 熱紅外

14、描像片第42頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一某機(jī)場(chǎng)晚間熱圖像第43頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 午后13:00成像 凌晨4:00成像第44頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一MSS多光譜掃描儀（Multi-spectral Scanner） 點(diǎn)掃描成像第45頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 （1）掃描儀的結(jié)構(gòu) 掃描反射鏡 擺動(dòng)頻率-13.62HZ 總觀測(cè)視場(chǎng)角-11.56 反射鏡組 由主反射鏡和次反射鏡組成 第46頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一第47頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一成像板24+2個(gè)玻璃纖維元MSS 4-7 空間分辨力為 79m79m MSS 8 分辨力為 240m240m32

15、456飛行方向1掃描方向0.5-0.6m0.7-0.8m0.6-0.7m0.8-1.1m10.4-12.6m波段 4 5 6 7 8 第48頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一探測(cè)器 將輻射能轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出 MSS 4，5，6 采用18個(gè)光電倍增管 MSS 7 使用六個(gè)硅光電二極管 MSS 8 采用2個(gè)汞鎘碲熱敏感探測(cè)器 輸出 數(shù)字影像 (2340行2340列) 采樣后影像分辨率為 57M79M第49頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 從左至右,垂直飛行方向逐點(diǎn)掃描,得到一條相應(yīng)于地面的圖像線 衛(wèi)星向前運(yùn)動(dòng)，第二次掃描得到第二條掃描線 成像過程第50頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 掃描一次 掃描

16、總視場(chǎng)：11.56 地面寬度：185km六條掃描線圖像的地面范圍: 474mX185km 掃描線銜接（6個(gè)感應(yīng)元排一列） 因掃描周期為73.42ms 衛(wèi)星速度（地速）6.5km/s 79m 6=474m= 73.42ms 6.5km/s 在掃描一次的時(shí)間里衛(wèi)星往前正好移動(dòng)474m，掃描線恰好銜接第51頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一185.3KM寬 飛行方向123456123456主 動(dòng) 掃 描 回 掃 474MMSS 掃描成像過程第52頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 MSS影像特征 存在全景變形,空間分辨率為79m Landsat1-3有五個(gè)波段MSS4(綠)、MSS5(紅)、MSS6 (

17、紅外)、MSS7 (紅外)、MSS8(熱紅外)幾何特征波譜特征第53頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3.2.3.2掃描方式遙感器（續(xù)5） TM(專題制圖儀)(Thematic Mapper) 組成: 機(jī)械掃描 分光第54頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 探測(cè)器 探測(cè)器共有100個(gè),分七個(gè)波段呈錯(cuò)開排列 TM15及TM7的探測(cè)器 有16個(gè),每個(gè)的瞬時(shí)視場(chǎng)在地面上為3030 TM6的探測(cè)器有4個(gè),每個(gè)的瞬時(shí)視場(chǎng)在地面上為120120第55頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一第56頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 半個(gè)掃描周期，即單向掃描所用的時(shí)間為71.46ms，衛(wèi)星正好飛過地面480m，下半個(gè)掃描周

18、期獲取的16條圖像線正好與上半個(gè)掃描周期的圖像線銜接第57頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一TM 特點(diǎn) 1、TM中增加一個(gè)掃描改正器,使掃描行垂直于飛行軌道(MSS掃描不垂直于飛行軌道）; 2、 往返雙向都對(duì)地面掃描（MSS僅單向掃描）； 3、地面分辨率由79米到30米； 4、波段由5個(gè)增加到7個(gè)； 5、有熱紅外通道TM6 。第58頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一ETM 特點(diǎn) 1、增加了全色波段，分辨率為15米; 2、 采用雙增益技術(shù)使熱紅外波段的分辨率提高到60米； 3、改進(jìn)后太陽(yáng)定標(biāo)器使衛(wèi)星的輻射定標(biāo)誤差小于5%。第59頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 以CCD為探測(cè)元件的固體自掃描成像遙感

19、器2.3固體自掃描遙感器第60頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一CCD-Charge Coupling Device 電荷耦合器件是一塊有許多小的光電二極管構(gòu)成的固態(tài)電子元件 -其中的每個(gè)CCD單元都能感受光線的強(qiáng)弱-并將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榕c其相應(yīng)強(qiáng)弱的微小電流-連續(xù)量的電模擬信號(hào) 2.3固體自掃描遙感器（續(xù)1）第61頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 電子掃描裝置 接收由CCD傳輸來的電信號(hào)取樣、量化 將這種強(qiáng)弱不斷變化的連續(xù)電流轉(zhuǎn)變?yōu)橐贿B串的以電脈沖表示的二進(jìn)制數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換 數(shù)字存儲(chǔ)器2.3固體自掃描遙感器（續(xù)2）第62頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一CCD 的工作原理: CCD是一種用電荷量表示

20、信號(hào)強(qiáng)弱,用耦合方式傳遞信號(hào)的全固體化半導(dǎo)體表面器件 固體器件-其受激電荷靠電子或空穴運(yùn)載在固體內(nèi)移動(dòng) 由于硅(Si)具有探測(cè)0.41.1m可見光及近紅外波的能力-CCD一般由硅制成MOS (Matal-Oxide-Silicon金屬-氧化物-硅)結(jié)構(gòu)電容作為光敏感元2.3固體自掃描遙感器（續(xù)3）第63頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一CCD三種主要功能:光電轉(zhuǎn)換-入射輻射在MOS電容(CCD元) 上產(chǎn)生與光亮度成正比的電荷電荷積累-當(dāng)電壓加到CCD電極上時(shí)在硅層形成電位勢(shì)阱-電荷在勢(shì)阱內(nèi)積累電荷轉(zhuǎn)移-加高壓形成深勢(shì)阱, 加低壓形成的勢(shì)阱淺-電荷可進(jìn)行轉(zhuǎn)移-實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸固體自掃描遙感器第64頁(yè)，

21、講稿共154張，創(chuàng)作于星期一線列(陣)CCD:CCD光敏元的排列方向與平臺(tái)的飛行方向垂直, 由線列CCD自身完成一維掃描,靠平臺(tái)運(yùn)動(dòng)完成另一維掃描,形成條帶狀二維影像。地面分辨率取決于CCD元的大小 2.3固體自掃描遙感器（續(xù)4）第65頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一線列CCD光敏元的數(shù)目等于行掃方向上的像元數(shù) 如HRV 多波段3000個(gè) 全色波段6000個(gè)各光敏元同時(shí)露光，每個(gè)光敏元積累的與目標(biāo)物輻射強(qiáng)度成正比的電荷量通過耦合方式轉(zhuǎn)移輸出，而不同于其它探測(cè)器輸出的是電壓信號(hào)。2.3固體自掃描遙感器（續(xù)5）第66頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一推掃式掃描儀（Push-Broom) SPOT衛(wèi)星

22、HRV：High Resolution Visible Sensor -高分辨率可見光遙感器 固體自掃描遙感器（續(xù)6）第67頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一面陣CCD 矩陣式排列的CCD元可象膠片一樣同時(shí)曝光 -記錄整幅畫面固體自掃描遙感器（續(xù)7）第68頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一固體自掃描成像遙感器特點(diǎn)： .一改光機(jī)掃描的逐點(diǎn)掃描為逐行掃描、逐面掃描-革除了機(jī)械部件,簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),避免了因振動(dòng)引起的噪聲； .光敏元同時(shí)曝光-延長(zhǎng)了信號(hào)駐留時(shí)間,提高了遙感器的靈敏度； .波譜響應(yīng)范圍寬-硅光敏元可探測(cè)0.41.1m; .無畸變、體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)可靠性強(qiáng)。 使成像遙感器的結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性

23、變革 2.3 固體自掃描遙感器（續(xù)8）第69頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一地面帶寬60kmSPOT衛(wèi)星平臺(tái)上安裝了兩臺(tái)HRV儀器，每臺(tái)視場(chǎng)都為60KM，兩者之間有3KM的重疊，總視場(chǎng)為117KM。相鄰軌道間在赤道處約為108KM，垂直地面觀測(cè)時(shí)，相鄰軌道的影像約有9KM的重疊。共觀測(cè)369圈（26天）實(shí)現(xiàn)對(duì)全球北緯81.3度和南緯81.3度之間的地表全覆蓋。SPOT成像特點(diǎn)第70頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一SPOT成像特點(diǎn) 以“推掃”方式獲取沿軌道的連續(xù)圖像條帶 多光譜型的HRV 地面上總的視場(chǎng)寬度為60km 三個(gè)譜段,每個(gè)波段探測(cè)器組由3000個(gè)CCD元件組成 每個(gè)元件形成的像元，相對(duì)

24、地面上為20m20m 波段1（0.50-0.59） 波段2（0.61-0.68） 波段3（0.79-0.89） 全色的HRV 波段范圍0.510.73m, 6000個(gè)CCD元件組成一行 每個(gè)像元地面的大小為10m10m 第71頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一反射鏡左右傾斜最大為27度，有立體觀測(cè)能力鄰軌立體第72頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 SPOT4 1）全色波段0.51-0.73m改為波段(0.61-0.68m) 2）增加了一個(gè)SWIR（Short Wave Infrared，短波紅外）波段。第73頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3.3 成像波(光)譜儀(高光譜分辨率遙感)成像波(光)

25、譜儀 是一種兼具高空間分辨率和高波譜分辨率、譜像合一的新型超多波段掃描成像遙感器第74頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一成像波(光)譜儀(高光譜分辨率遙感)（續(xù)1）成像形式：1、 線陣掃描 2、面陣推掃第75頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一成像波(光)譜儀(高光譜分辨率遙感)（續(xù)2）成像光譜儀技術(shù)要求：1、 收集光系統(tǒng)要求：盡量使用反射式光學(xué)系統(tǒng)，且要求具有去球面像差、像散差、以及畸變像差的非球面補(bǔ)償?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)；（幾何和輻射畸變?。?、分光系統(tǒng)要求：使用由狹縫、平行光管、棱鏡以及繞射光柵組成的分光系統(tǒng)；（分光準(zhǔn)確、輻射誤差?。?、探測(cè)器要求：高靈敏度的成千上萬個(gè)線陣或面陣且可以感受可見光和紅外波

26、區(qū)探測(cè)器；（高空間、光譜分辨率）4、數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)：具有高速數(shù)據(jù)量化、記錄和傳輸技術(shù)。（記錄及時(shí)準(zhǔn)確）第76頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3.4天線掃描成像遙感器(成像雷達(dá))成像雷達(dá)-主要指工作在微波波段（0.8100cm） 有源主動(dòng)、天線側(cè)向掃描、能產(chǎn)生高分辨率影像的成像雷達(dá) 。第77頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一RRg成像雷達(dá) 是指用雷達(dá)一點(diǎn)一點(diǎn)地測(cè)量來自地球的回波信號(hào)，并以模擬形式記錄成圖像或以數(shù)字形式記錄在磁帶上的雷達(dá)系統(tǒng)它必須相對(duì)于地面（探測(cè)目標(biāo)）運(yùn)動(dòng)，即必須搭載在飛機(jī)、衛(wèi)星或航天飛機(jī)上 天線掃描成像遙感器(成像雷達(dá))（續(xù)1）第78頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一RA-SLR-Re

27、al Aperture Side-looking Radar真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)（非相干雷達(dá)） SA-SLR-Synthetic Aperture Side-looking Radar 合成孔徑側(cè)視雷達(dá)天線掃描成像遙感器(成像雷達(dá))第79頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一后向散射回波裝在平臺(tái)一側(cè)或兩側(cè)的水平孔徑天線，將發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的高功率微波短脈沖，側(cè)向發(fā)射出去，以窄的扇形波束掃過地面一條窄帶。微波遇目標(biāo)后發(fā)生反射和散射，其中沿發(fā)射方向返回的部分稱后向散射回波 天線掃描成像遙感器(成像雷達(dá))第80頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一RRgX Y Z斜距(R):天線至目標(biāo)的徑向距離 地面距離(Rg):從航跡

28、(地面軌跡)到目標(biāo)的水平距離 被雷達(dá)微波掃過的窄帶地面上，至天線距離不同的目標(biāo)(X、Y、Z)，其回波按返回雷達(dá)接收機(jī)的時(shí)間先后,在與目標(biāo)的斜距或地面距離成比例的位置, 強(qiáng)度由陰極射線管按比例轉(zhuǎn)化成光信號(hào),再通過透鏡在膠片上記錄成一條影像線 天線掃描成像遙感器(成像雷達(dá))第81頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一每發(fā)射一個(gè)脈沖形成一條影像線,而與平臺(tái)運(yùn)行速度同步移動(dòng)的膠片完成航向地面覆蓋,形成連續(xù)條帶狀雷達(dá)影像對(duì)回波信號(hào)逐個(gè)處理影像灰度-后向散射回波強(qiáng)度回波信號(hào)也可記錄在磁帶上天線掃描成像遙感器(成像雷達(dá))第82頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一地面分辨率:指在距離向或方位向分辨有相同反射特性兩個(gè)鄰近

29、目標(biāo)間距的能力 -同時(shí)出現(xiàn)在影像上兩個(gè)能夠區(qū)分的目標(biāo)間的最小距離方位向分辨率(Ra)-航向方向距離向分辨率(Rr)-垂直航向方向兩者互不相關(guān)天線掃描成像遙感器(成像雷達(dá))第83頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一定向線性天線陣-增大天線孔徑等效于一個(gè)大天線的線性天線陣, 能夠形成窄的波束波束窄-方向性好-方位向分辨率高 SAR -Synthetic Aperture Radar 合成孔徑雷達(dá)天線掃描成像遙感器(成像雷達(dá))第84頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 1 真實(shí)孔徑雷達(dá) （1）工作原理 地面各點(diǎn)到飛機(jī)的距離不同，接收機(jī)接收到許多 信 號(hào)，以它們到飛機(jī)距離的遠(yuǎn)近，先后依序記錄 信號(hào)的強(qiáng)度與輻照

30、帶內(nèi)各種地物的特性、形狀和坡向等有關(guān)。第85頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一第86頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一（2） 真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)的分辨力 在脈沖發(fā)射的方向上，能分辨兩個(gè)目標(biāo)的最小距離 斜距分辨率 Rd=(c )/2 地距分辨率 Rr=(c sec)/2 R Rr Rd距離分辨力第87頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 地距分辨率 Rr=(c sec)/2越遠(yuǎn)的地物越能分清垂直航線方向第88頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 地距分辨率 Rr=(c sec)/2 傳感器設(shè)計(jì)時(shí)，要提高距離分辨率，應(yīng)如何做?第89頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 相鄰的兩束脈沖之間，能分辨兩個(gè)目標(biāo)的最小距離

31、R=R =R/D 天線D R1 R2 R1 R2方位分辨力第90頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一波瓣角與方位分辨率 *波瓣角在意義上與光學(xué)上的最小分辨角相近。第91頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一方位分辨力 越近的地物越能分清平行航線方向第92頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 傳感器設(shè)計(jì)時(shí)，要提高方位分辨率，應(yīng)如何做? R=R =R/D第93頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一合成波束寬度合成孔徑側(cè)視雷達(dá)（SAR）模擬線性天線陣，應(yīng)用多普勒效應(yīng)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，用一個(gè)小天線合成一個(gè)大孔徑 (天線)使方位分辨率提高幾十至幾百倍實(shí)現(xiàn)在軌道高度獲取距離向和方位向分辨率都很高的雷達(dá)圖像天線掃描成像遙感器(成

32、像雷達(dá))第94頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一合成孔徑雷達(dá)SAR （1） 原理 用一個(gè)小天線作為單 個(gè)輻射單元 將此單元沿一直線不斷移動(dòng) 當(dāng)移動(dòng)一段距離LS后，存貯的信號(hào)和實(shí)際天線陣列諸單元所接收的信號(hào)非常相似 第95頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一第96頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一第97頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一第98頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一RADAR 圖像的產(chǎn)生第99頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 2 合成孔徑雷達(dá)的分辨力 方位分辨力為 Rs=R/ Ls Ls= R =R/D Rs=D 雙程相移 Rs=D/2方位分辨力只與實(shí)際使用的天線孔徑有關(guān) 第100頁(yè)，講稿共154

33、張，創(chuàng)作于星期一是不是天線越短越好？為什么？ Rs=D/2第101頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 3 側(cè)視雷達(dá)圖像的特征 垂直飛行方向的比例尺由小變大 1/mc1/mb1/ma越遠(yuǎn)影像比例尺越大 (1)幾何特征 第102頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 地面上AB線段投影到影像上為ab,比例尺為： 第103頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一側(cè)視雷達(dá)圖像的幾何特征 飛行方向第104頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 造成山體前傾 朝向傳感器的山坡影像被壓縮，而背向傳感器的山坡被拉長(zhǎng)，還會(huì)出現(xiàn)不同地物點(diǎn)重影現(xiàn)象。 第105頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一前傾第106頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一斜

34、距投影的特點(diǎn) 雷達(dá)陰影側(cè)視雷達(dá)圖像的幾何特征 第107頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一肇慶地區(qū)機(jī)載SAR影像第108頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 高差產(chǎn)生的投影差亦與中心投影影像投影差位移的方向相反 第109頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一斜距投影的特點(diǎn) 反立體圖像 側(cè)視雷達(dá)圖像的幾何特征 第110頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 與入射角有關(guān) 朝向飛機(jī)方向的坡面-反射強(qiáng)烈-很亮 朝天頂方向-弱些-較亮 背向飛機(jī)方向-反射很弱(沒回波)-很暗 (2) 側(cè)視雷達(dá)圖像的色調(diào)特征 第111頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 與地面粗糙程度有關(guān) 地面地物微小起伏小于雷達(dá)波波長(zhǎng) -鏡面漫反射-很暗 地

35、面微小起伏大于或等于發(fā)射波長(zhǎng) -漫反射-較亮 “角隅反射”-反射波強(qiáng)度更大-很亮第112頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 與地物的電特性有關(guān) 物體復(fù)合介電常數(shù)高 -反射雷達(dá)波強(qiáng)-亮第113頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一有較強(qiáng)的穿透能力 它能穿透云層、樹木和水,得到下面的地表信息另一方面微波在物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生體散射，因此能將地下的一些狀況反映出來(3) 側(cè)視雷達(dá)圖像的其他特征第114頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一Cosmo-SkyMed高分辨率雷達(dá)圖像 第115頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一（2）將SAR兩次或者多次觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行干涉處理，利用相位信息提取地面高程信息，這就是目前的熱點(diǎn)INSA

36、R；德國(guó)已經(jīng)建成的機(jī)載SAR系統(tǒng)(AeS1，2，3),，其空間分辨率從0.5米到5米，用InSAr生成的DEM高程精度為0.25m到2m。 第116頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 相干雷達(dá)（INSAR） INSAR就是利用SAR在平行軌道上對(duì)同一地區(qū)獲取兩幅（或兩幅以上）的單視復(fù)數(shù)影像來形成干涉，進(jìn)而得到該地區(qū)的三維地表信息。 第117頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 該方法充分利用了雷達(dá)回波信號(hào)所攜帶的相位信息，獲得同一區(qū)域的重復(fù)觀測(cè)數(shù)據(jù)（復(fù)數(shù)影像對(duì)），綜合起來形成干涉，得到相應(yīng)的相位差，結(jié)合觀測(cè)平臺(tái)的軌道參數(shù)等提取高程信息。 例如：ERS-1/2/ ENVISAT組合第118頁(yè)，講稿共1

37、54張，創(chuàng)作于星期一亮度圖象相位圖象相干雷達(dá)（INSAR） 第119頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一雷達(dá)圖像信號(hào)：亮度+相位 復(fù)雷達(dá)圖像： 亮度圖像相位圖像相干雷達(dá)（INSAR） 第120頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一相干雷達(dá)（INSAR） 第121頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一中科院電子所 1982第122頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一第123頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3.3遙感地面接收站監(jiān)控衛(wèi)星運(yùn)行，接收遙感和遙測(cè)數(shù)據(jù)及對(duì)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和貯存的地面設(shè)施 任務(wù)：接收、處理、存檔、分發(fā)各種遙感數(shù)據(jù) 北京站接收半徑-2400Km第124頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一中國(guó)遙感衛(wèi)星地

38、面站根據(jù)鄧小平同志1979年訪美期間所簽中美科技合作備忘錄建立, 于1986年建成并投入正式運(yùn)行。3.3遙感地面接收站（續(xù)1）第125頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 中國(guó)科學(xué)院中國(guó)遙感衛(wèi)星地面站主樓 中國(guó)資源衛(wèi)星接收系統(tǒng)，由中科院密云地面接收站，廣州、烏魯木齊資源衛(wèi)星地面接收站和數(shù)據(jù)處理中心組成。數(shù)據(jù)處理中心，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理，數(shù)據(jù)分發(fā)和用戶服務(wù)、以及運(yùn)行管理等分系統(tǒng)。 3.3遙感地面接收站（續(xù)2）第126頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3.3遙感地面接收站（續(xù)3）第127頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3.4遙感信息的傳輸3.4.1直接回放遙感信息向地面?zhèn)鬏敺绞剑?直接回放-易行、保密、不能

39、實(shí)時(shí)傳輸 1.遙感平臺(tái)返回地面,直接回收遙感器輸出的磁帶或膠片-飛機(jī)、氣球、航天飛機(jī) 2.按地面指令,遙感平臺(tái)的再入艙與儀器艙分離,再入艙單獨(dú)返回地面,從再入艙內(nèi)取出磁帶或膠片,儀器艙在運(yùn)行軌道上自行殞毀 (國(guó)土資源衛(wèi)星) 第128頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3.4.1直接回放（續(xù)）第129頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一3.4.2視頻數(shù)據(jù)傳輸視頻數(shù)據(jù)傳輸-是將目標(biāo)物信息用無線電發(fā)往地面接收站 探測(cè)器輸出的視頻數(shù)據(jù)，通過通訊設(shè)備，以S、X或Ku波段的微波視頻信道向地面發(fā)送1.實(shí)時(shí)(近實(shí)時(shí))傳輸在地面站視野內(nèi)或經(jīng)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星(TDRS) (美國(guó))國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星(DMSAT)在地面站視距作用范圍

40、以外區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)傳輸?shù)?30頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一加拿大地面站視頻數(shù)據(jù)近實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星(TDRS) 國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星 (DMSAT) 高度35000km戈達(dá)德空間飛行中心地面站DOMSATTDRSEROS數(shù)據(jù)中心地面站跟蹤與數(shù)據(jù)中繼地面站 W h it e3.4.2視頻數(shù)據(jù)傳輸（續(xù)1）第131頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一2.非實(shí)時(shí)傳輸在地面站視距范圍外,先將數(shù)據(jù)暫時(shí)記錄在平臺(tái)上的視頻磁帶機(jī)（WBVTR）上,待平臺(tái)飛越地面站上空時(shí)在向地面站傳送3.4.2視頻數(shù)據(jù)傳輸（續(xù)2）第132頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一 遙感影像: 由遙感器對(duì)地球表面攝影或掃描獲得的影像 遙感圖

41、像: 遙感影像經(jīng)過處理或再編碼后產(chǎn)生的與原物相似的形象 光學(xué)攝影成像的二維連續(xù)的圖像 -像片(Photograph) 掃描成像的一維連續(xù)一維離散或 二維離散的圖像-圖像 (Image) 3.5 遙感圖像的特性（續(xù)1）第133頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一SIR-A圖像合成孔徑成像雷達(dá)圖像 (微波)天線掃描HRV圖像固體自掃描圖像 (可見光近紅外)固體自掃描超多波段掃描圖像 (可見光近紅外)多波段掃描圖像 (紫外遠(yuǎn)紅外) 熱紅外圖像MSS、TM圖像成像波譜儀圖像紅外掃描圖像 (中、遠(yuǎn)紅外)光機(jī)掃描RBV圖像電視攝像圖像 (可見光)電子掃描掃描 圖像全景像片 ( 可見光近紅外)多波段像片 ( 紫

42、外近紅外)紫外像片 ( 紫外)彩色紅外像片(部分可見光+近紅外)黑白紅外像片(部分可見光+近紅外)非常規(guī)攝影天然彩色像片 ( 可見光)航空像片 航天像片黑白全色像片 ( 可見光)常規(guī)攝影光學(xué)攝影 像片實(shí)例圖像名稱及工作波段成像方式按成像遙感器成像方式和工作波長(zhǎng)的遙感圖像分類表3.5 遙感圖像的特性（續(xù)2）第134頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一從波譜學(xué)方面,根據(jù)遙感器探測(cè)記錄的波譜特性差異識(shí)別地物和現(xiàn)象,是遙感應(yīng)用的基本出發(fā)點(diǎn)影像灰度或色彩差異 遙感圖像上波譜特性差異其響應(yīng)(感測(cè))波段內(nèi)電磁輻射能量大小的反映。（波譜分辨率輻射分辨率）3.5.1遙感圖像的基本屬性3.5.1.1 波譜特性第135

43、頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一Spectral Resolution3.5.1.1 波譜特性（續(xù)1）第136頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一黑白全色像片天然彩色像片 反映地物對(duì)可見光的反射能量 黑白紅外像片 彩色紅外像片 反映地物在部分可見光和攝影紅外波的反射能量3.5.1.1 波譜特性（續(xù)2）第137頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一德州熱紅外圖像 反映地物在熱紅外波段的熱輻射能量(輻射溫度) 成像雷達(dá)圖像 反映地物對(duì)人工發(fā)射微波后向散射回波的強(qiáng)度 多波段、超多波段圖像 其灰度是其各自響應(yīng)波段輻射能量大小的反映3.5.1.1 波譜特性（續(xù)3）第138頁(yè)，講稿共154張，創(chuàng)作于星期一是從形態(tài)學(xué)方面識(shí)別地物、測(cè)繪地圖、建立解譯標(biāo)志、圖像幾何校正及增強(qiáng)處理的重